一种基于四合一高集成器件的自锁模光纤激光器的制作方法

本发明涉及激光，特别涉及一种基于四合一高集成器件的自锁模光纤激光器。

背景技术：

1、随着激光技术的快速发展，锁模光纤激光器以其能够产生超短脉冲、高峰值功率的特点，在科研、医疗、通信等多个领域得到了广泛应用。然而，传统的锁模光纤激光器在结构设计上存在一些局限性，如结构复杂、体积庞大、稳定性差等。因此，开发一种高性能、高集成度的自锁模光纤激光器具有重要的科研价值和实用意义。

2、目前，传统的锁模光纤激光器通常采用多个独立的器件，如波分复用器、隔离器、耦合器和增益光纤等，通过光纤连接实现光路的传输。这种设计不仅增加了系统的复杂性和成本，而且在光路连接和耦合过程中容易引入额外的损耗和噪声，影响激光器的整体性能。此外，传统的锁模光纤激光器在锁模过程中需要依赖外部调制器件或可饱和吸收体，这进一步增加了系统的复杂性和不稳定性。

3、为了克服传统锁模光纤激光器的局限性，本发明提出了一种基于四合一高集成器件的自锁模光纤激光器。该激光器将波分复用器、隔离器、耦合器和增益光纤等关键组件集成在一个器件中，实现了高度集成化。其中，采用掺铥光纤作为增益光纤，不仅具有高增益系数，而且兼具可饱和吸收体特性，实现了自锁模功能。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于四合一高集成器件的自锁模光纤激光器，以解决传统锁模光纤激光器在结构设计和性能优化上存在的问题。

2、本发明采用以下技术方案：

3、一种基于四合一高集成器件的自锁模光纤激光器，所述激光器将波分复用器、隔离器、耦合器和增益光纤集成到一个器件上，其构件包括：

4、波分复用器滤波片，用于反射1550nm激光并透射1950nm激光；

5、分光棱镜，用于反射部分1950nm激光并透射剩余部分；

6、隔离器，由两个楔角片和一个磁光片组成，由磁管包裹，基于法拉第效应保证激光信号的单向传输；

7、双光纤准直器，包括梯度折射率透镜和陶瓷插芯，其中陶瓷插芯中嵌入光纤；

8、掺铥增益光纤，既作为增益介质实现光放大，又作为可饱和吸收体实现自锁模，并具有较高的损伤阈值；

9、smf-28e单模光纤，用于连接泵浦激光器并导入1550nm连续激光；

10、sm2000单模光纤，用于连接额外的光纤以调谐激光器的腔内色散和锁模脉冲的重复频率，并作为激光器的输出端。

11、优选的，所述波分复用器滤波片和分光棱镜分别附着在两个双光纤准直器的梯度折射率透镜的端平面上。

12、优选的，所述双光纤准直器包括第一双光纤准直器和第二双光纤准直器，第一双光纤准直器的陶瓷插芯中嵌入了smf-28e单模光纤和掺铥增益光纤，第二双光纤准直器的陶瓷插芯中嵌入了两段sm2000单模光纤。

13、优选的，所述激光器包含一个泵浦光源，用于向掺铥光纤提供泵浦光，以激发增益光纤中的光子跃迁，从而产生激光输出。

14、优选的，泵浦激光器产生的1550nm连续激光经smf-28e单模光纤传输进入第一双光纤准直器，经波分复用器滤波片反射进入掺铥增益光纤，产生的1950nm激光经sm2000单模光纤传输进入第二双光纤准直器，被分光棱镜分为两部分，一部分反射输出，一部分透射进入隔离器后再次进入掺铥增益光纤进行循环。

15、优选的，所述激光器通过非线性光学效应和可饱和吸收体的作用，实现稳定的被动锁模输出，并可通过调整sm2000单模光纤的长度来调谐激光器的腔内色散和锁模脉冲的重复频率。

16、优选的，所述的自锁模光纤激光器，其结构简单、紧凑，性能稳定，操作简便，适用于通信、测量、材料加工等领域。

17、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

18、(1)本发明提供的一种基于四合一高集成器件的自锁模光纤激光器，将多个关键组件集成在一个器件中，简化了激光器的结构，降低了制造成本。

19、(2)本发明提供的一种基于四合一高集成器件的自锁模光纤激光器，采用掺铥光纤作为增益光纤，具有高增益系数和可饱和吸收体特性，能够实现高质量、高稳定的自锁模脉冲输出。

20、(3)本发明提供的一种基于四合一高集成器件的自锁模光纤激光器，通过调控单模光纤的长度可以方便地调谐激光器的腔内色散和锁模脉冲的重复频率，满足不同的应用需求。

技术特征：

1.一种基于四合一高集成器件的自锁模光纤激光器，其特征在于，所述激光器将波分复用器、隔离器、耦合器和增益光纤集成到一个器件上，其构件包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于四合一高集成器件的自锁模光纤激光器，所述波分复用器滤波片和分光棱镜分别附着在两个双光纤准直器的梯度折射率透镜的端平面上。

3.根据权利要求1所述的一种基于四合一高集成器件的自锁模光纤激光器，其中所述双光纤准直器包括第一双光纤准直器和第二双光纤准直器，第一双光纤准直器的陶瓷插芯中嵌入了smf-28e单模光纤和掺铥增益光纤，第二双光纤准直器的陶瓷插芯中嵌入了两段sm2000单模光纤。

4.根据权利要求1所述的一种基于四合一高集成器件的自锁模光纤激光器，所述激光器包含一个泵浦光源，用于向掺铥光纤提供泵浦光，以激发增益光纤中的光子跃迁，从而产生激光输出。

5.根据权利要求1所述的一种基于四合一高集成器件的自锁模光纤激光器，其中泵浦激光器产生的1550nm连续激光经smf-28e单模光纤传输进入第一双光纤准直器，经波分复用器滤波片反射进入掺铥增益光纤，产生的1950nm激光经sm2000单模光纤传输进入第二双光纤准直器，被分光棱镜分为两部分，一部分反射输出，一部分透射进入隔离器后再次进入掺铥增益光纤进行循环。

6.根据权利要求1所述的一种基于四合一高集成器件的自锁模光纤激光器，其中所述激光器通过非线性光学效应和可饱和吸收体的作用，实现稳定的被动锁模输出，并可通过调整sm2000单模光纤的长度来调谐激光器的腔内色散和锁模脉冲的重复频率。

7.根据权利要求1所述的一种基于四合一高集成器件的自锁模光纤激光器，其结构简单、紧凑，性能稳定，操作简便，适用于通信、测量、材料加工等领域。

技术总结本发明涉及一种基于四合一高集成器件的自锁模光纤激光器，属于激光技术领域。所述激光器通过集成波分复用器、隔离器、耦合器和增益光纤到一个器件上，实现了激光器的高效、稳定输出。其中，波分复用器滤波片反射1550nm激光，透射1950nm激光；分光棱镜实现耦合器功能，反射和透射1950nm激光；隔离器基于法拉第效应保证激光单向传输；掺铥增益光纤既作为增益介质又作为可饱和吸收体，实现自锁模。本发明通过优化器件结构，简化了激光器的设计，提高了激光器的性能，特别适用于需要高重频、超短脉冲宽度的应用场景。技术研发人员：郑建城受保护的技术使用者：南京权博信息科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9